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制冷系统两相喷射噪声热物理作用机制与模型研究结题摘要

2022/07/16111 作者:佚名
导读:本项目以两相喷射器中的流动与噪声特性为研究对象,利用理论计算和计算流体力学(CFD)方法对喷射器性能及内部流动机理进行了仿真研究,对影响喷射器性能的结构参数和工况参数进行了分析,建立了喷射过程中摩擦损失经验关联式以及两相喷射过程中声速与性能预测之间的关系。研究结果对设计性能优化的喷射器具有指导意义。本项目从以下几个方面进行了研究。1)一维喷射器性能仿真研究;2)两相声速对喷射器性能的影响研究;3)

本项目以两相喷射器中的流动与噪声特性为研究对象,利用理论计算和计算流体力学(CFD)方法对喷射器性能及内部流动机理进行了仿真研究,对影响喷射器性能的结构参数和工况参数进行了分析,建立了喷射过程中摩擦损失经验关联式以及两相喷射过程中声速与性能预测之间的关系。研究结果对设计性能优化的喷射器具有指导意义。本项目从以下几个方面进行了研究。1)一维喷射器性能仿真研究;2)两相声速对喷射器性能的影响研究;3)喷射器内部流动特性仿真研究;4)喷射器性能的试验研究。主要结果包括:1)建立了喷射器的热力学模型的基础上,针对实验数据对热力学模型中的系数进行更为仔细的确定,并对完善了的模型进行仿真。基于喷射器1D数学模型和已有喷射器性能参数,本项目提出了一种基于喷射器运行工况和喷射器结构参数的经验关联式,新关联式预测结果与实验值符合较好,误差波动范围为±2%。2)研究了两相区音速公式对一维临界模式下喷射器性能仿真的影响。理论计算表明,不同压力下,两相区的音速随制冷剂气相质量分数有较大的变化。与喷射器的实验数据相比,使用不同音速公式的仿真结果的确存在差异。仿真结果表明,对R134a,水和R290,仿真结果之间的差异分别在±5.0%,±8.7%和±11.5%。使用Niknam等公式的结果在R134a和R290的仿真中,相对误差较大;使用(Minnaert Smith)公式在使用水的仿真中,相对误差较大。这表明还需要进一步研究两相区音速,以期提高喷射器仿真模型对不同工质的适用性。3)建立了2D与3D喷射器数学模型,并进行了对比分析。结果显示2D仿真中喷射器性能与3D模型预测高度一致,但在系统内压力、速度分布等方面具有一定区别。4)在现有的空调系统的基础上,改造系统管路,用喷射器替代膨胀阀,在系统中研究喷射器的关键尺寸的影响;在关键尺寸优化的基础上,对蒸发器、冷凝器和压缩机进行再匹配,实现系统进一步优化。通过实验对比,喷射器系统比膨胀阀系统在高、中和低3种工况都有优势,能效比最多能改善9.3%。 2100433B

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